Title: Vitamin dan Mineral
1Vitamin dan Mineral
2PENDAHULUAN
- Vitamin merupkana komponen minor tetapi penting
bagi bahan pangan - Vitamin dibutuhkan untukpertumbuhan yang normal,
memelihara, dan menjaga fungsi tubuh - Mempertahankan vitamin selama pengolahan dan
penyimpanan merupakan hal yang penting
3Sejarah nama vitamin
- Disebut vitamin karena dari kata vitalic,
sebagai vitalitas tubuh.
4- Vitamin dan mineral mempunyai fungsi utama yang
sangat penting dalam reaksi metabolisme
Kofaktor
- Kofaktor adalah substansi non protein yang
berperan dalam reaksi ensimatis metal
Ion-ion metal (mineral)
Koensim
Senyawa organik ? vitamin
5- molekul organik yang di dalam tubuh mempunyai
fungsi yang sangat bervariasi - Fungsi dalam metabolisme yang paling utama adalah
sebagai kofaktor - Di dalam tubuh diperlukan dalam jumlah sedikit ?
micronutrient - Biasanya tidak disintesis di dalam tubuh. Jika
dapat disintesis ? jumlah tidak mencukupi
kebutuhan tubuh. Sehingga diperoleh dari makanan
/ diet
6- Vitamin dapat rusak karena reaksi kimiawi
sehingga berubah menjadi senyawa yang tidak
aktif, atau mengalami pelarutan seperti pada
kasus vitamin larut air yang hilang pada proses
blansing atau pemasakan - Vitamin yang dibutuhkan tubuh dipenuhi dari
asupan yang cukup dalam diit - Defisiensi vitamin menyebabkan hipovitaminosis,
sebaliknya kelebihan vitamin menyebabkan
hipervitaminosis
7Kebutuhan vitamin
8Defisiensi vitamin
- Yang menyebabkan pandemi
- niacin deficiency (pellagra)
- vitamin C deficiency (scurvy, sariawan)
- thiamin deficiency (beriberi)
- vitamin D deficiency (rickets, riketsia)
- vitamin A deficiency
9 KLASIFIKASI
- Vitamin larut lemak (fat soluble vitamin)
vitamin A, D, E, dan K1 - Vitamin larut air (water soluble vitamin)
vitamin B1, B2, B6, nikotinamida (nicotinamide),
asam pantotenat (panthotenic acid), biotin, asam
folat (folic acid), B12, dan C
10VITAMIN LARUT LEMAK
111. VITAMIN A (RETINOL)
- Vitamin A berasal dari sumber hewani seperti
daging, kuning telur, susu, minyak ikan - Tanaman tidak mengandung vitamin A, tetapi
mengandung karotenoid yang akan menghasilkan
vitamin A (provitamin A) - Karotenoid terdapat dalam semua sayuran,
terutama sayuran hijau, kuning, and sayuran
berdaun - Sumber karotenoid dalam buah-buahan yang utama
adalah labu kuning, aprikot, jeruk dan sawit - Karotenoid dalam produk hewani berasal dari pakan
12Retinol (I) dan Retinal (II)
13Karotenoid
14Peran
- Retinol berperan pada metabolisme protein dalam
sel - Kekurangan karotenoid menyebabkan efek negatif
pada jaringan epitelial seperti pengerasan kulit
dan rabun senja
15Kebutuhan
- Kebutuhan harian vitamin A dipenuhi dari 75 dari
retinol (sebagai ester asam lemak, terutama
retinil palmitat) dan 25 karotenoid dan
karotenoid provitamin A lainnya - Berhubung pemutusan karotenoid sangat terbatas ,
paling sedikit dibutuhkan 6 g ß-karoten untuk
menghasilkan 1 g retinol - Absorpsi vitamin A dan penyimpanan dalam hati
terjadi dalam bentuk ester asam lemak
16Konversi
- 1 mg retinol 1 mg retinol equivalent (RE) 6 mg
all-trans-ß-carotene 12 mg other pro-vitamin A
carotenoids 1.15 mg all-trans-retinyl acetate
1.83 mg all-trans-retinyl palmitate (IU 0.34 µg
retinol)
17Stabilitas
- Pengolahan menyebabkan kerusakan vitamin A 5-40
- Penyebab utama pada kondisi tanpa oksigen seperti
sterilisasi adalah isomerisasi dan fragmentasi - Adanya oksigen menyebabkan oksidasi menghasilkan
sejumlah produk - Proses oksidasi biasanya bersamaan dengan
oksidasi lemak
182. VITAMIN D (Kalsiferol/Calciferol)
- Kolekalsiferol (vitamin D3) merupakan bentuk
kolesterol dalam kulit yang terbentuk dari
7-dehydrocholesterol (provitamin D3) oleh sinar
uv - Vitamin D2 (ergokalsiferol) terbentuk dari
ergosterol - Ergokalsiferol (D2) atau kholekalsiferol (D3)
(1IU 0.025 µg) - IU international unit satuan internasional
19Vitamin D3 (I) dan D2 (II)
20Sumber
- Produk pangan alami biasanya kekurangan vitamin
D3 kecuali hati ikan merupakan sumber vitamin D2 - Provitamin D, ergosterol dan 7dehidrokolesterol
tersebar luas dalam tanaman dan hewan - Vitamin D3 terdapat dalam kuning telur, mentega,
hati, lemak hewani. - Sumber vitamin D yang paling utama dalah minyak
ikan terutama minyak hati ikan - Kebutuhan vitamin D pada manusia dipenuhi oleh
7-dehidrokalsifgerol
21Stabilitas
- Vitamin D peka terhadap cahaya dan oksigen
- Stabilitasnya dalam produk pangan tidak masalah
karena manusia biasanya mendapatkan kecukupan
vitamin D dari makanan
223. VITAMIN E
- 2 jenis vitamin E
- Tokoferol ?, ?, ?, ?
- Tokotrienol ?, ?, ?, ?
23Struktur kimia
- Vitamin E terdiri dari cincin kromanol (chromanol
ring) dan rantai samping fitil (phytyl) untuk
tokoferol dan farnesyl untuk tokotrienol - ?, ?, ?, ? tokoferol atau tokotrienol dibedakan
berdasarkan posisi gugus metil pada rantai
sampingnya - ? tokoferol mempunyak 3 pusat asimetris pada
posisi 2, 4, dan 8 dan mempunyai aktivitas
biologis tertinggi
24Struktur kimia
25Peran
- Vitamin E mempunyai aktivitgas antioksidan yang
dapat menghambat oksidasi lemak - Berperan menstabilkan senyawa aktif yang lain
seperti vitamin A, hormon, dan enzim terhadap
oksidasi - Defisiensi vitamin E menyebabkan ketidaksuburan,
anemia, dan kelainan otot - Mencegah penyakit kardiovaskular, kanker,
katarak, dan memperbaiki sistem imun
26Stabilitas
- Rusak pada proses pengolahan minyak nabati
menjadi margarin atau shortening - Rusak akibat autooksidasi yang intensif seperti
pada pengeringan dan penggorengan
27Kebutuhan
- RDA (Recommended Daily Allowance) vitamin E
dinyatakan dalam miligram (mg) - Kebutuhan vitamin E dinyatakan dalam IU sebagai
parameter yang menunjukkan aktivitas biologis,
bukan kuantitas - 1 mg alfa tokoferol ekuivalen dengan 1.49 IU
untuk yang alami dan 2.22 IU untuk sintetis - Untuk mengubah dari IU ke mg, 1 IU alfa tokoferol
ekuivalen dengan 0.67 mg yang alami dan 0.45 mg
yang sintetis
284. Vitamin K
- Kelompok vitamin K merupakan turunan dari
naftokuinon (naphthoquinone) yang mempunyai
rantai samping yang berbeda-beda - Vitamin K1 atau phylloquinone atau phytomenadione
(juga disebut phytonadione) - Vitamin K2 (menawuinone, menatetrenone)
dihasilkan oleh bakteri dalam usus besar dan
kekurangan vitamin ini jarang terjadi kecuali
jika usus mengalami gangguan, tidak mampu
menyerap, atau terjadi penurunan mikrobia usus
karena penggunaan antibiotik - Ada tiga jenis vitamin K sintetik yaitu K3, K4,
dan K5 yang terutama digunakan untuk pakan hewan
peliharaan (K3) dan antikapang (K5)
29Phylloquinone (Vitamin K1)
Vitamin K1 (phylloquinone). Kedua jenis vitamin
K mengandung cincin naphthoquinone dan rantai
samping alifatik . Phylloquinone mempunyai
rantai samping phytyl
30Menaquinone (Vitamin K2)
Vitamin K2 (menaquinone). Pada vitamian K2,
rantai samping terdiri dari sejumlah residu
isoprenoid tidak jenuh dengan jumlah residu yang
berbeda-beda
31Struktur Kimia
- Semua kelompok vitamin K mempunyai cincin
naftokuinon (naphtoquinone) yang mengandung gugus
metil, serta berbagai variasi rantai samping
alifatik yang terikat pada posisi 3 - Phylloquinone (vitamin K1) mempunyai beberapa
rantai samping isoprenoid, dan satu bersifat
tidak jenuh - Menaquinones mempunyai sejumlah rantai samping
sioprenoid yang bersifat tidak jenuh - Naftokuinon merupakan gugus fungsional sehingga
peran vitamin K semuanya sama
32Peran
- Vitamin K berperan pada proses karboksilasi
residu glutamat dalam protein menjadi gamma
karboksiglutamat (Gla) - Residu Gla berperan pada proses pengikatan
kalsium - Residu Gla penting bagi aktivitas biologis
Gla-protein - Gla-protein berperan pada koagulasi darah,
metabolisme tulang, dan fisiologi pembluluh darah - Vitamin K disimpan dalam jaringan adiposa
33Kebutuhan dan Sumber
- Aktivitas vitamin dinyatakan dalam vitamin
ekuivalen (VE) - 1 VE 1 µg phylloquinone.
- Bakteri dalam usus esar mensintesis sejumlah
besar vitamin K2 - Vitamin K1 terdapat dalam sayuran berdaun (bayam,
kol, bunga kol), dan hati
34Stabilitas
- Hanya sedikit diketahui
- Vitamin K rusak karena cahaya dan kondisi alkali
- Relatif stabil terhadap suhu dan oksigen
- Pada proses hidrogenasi, ikatan rangkap pada
rantai samping dapat diserang oleh oksigen
sehingga terjadi penurunan aktivitas
35Vitamin Larut Air
365. Vitamin B
- Vitamin B terdiri dari 8 vitamin larut air yang
berperan penting dalam metabolisme sel - Struktur kimia vitamin-vitamin B berbeda-beda
- Biasa disebut vitamin B kompleks
37Jenis-jenis vitamin B
- Vitamin B1 (thiamine, tiamin)
- Vitamin B2 (riboflavin)
- Vitamin B3 (niacin, niacinamide, niasin,
niasinamida) - Vitamin B5 (pantothenic acid, asam pantotenat)
- Vitamin B6 (pyridoxine, pyridoxal, or
pyridoxamine, or pyridoxine hydrochloride,
piridoksin) - Vitamin B7 (biotin)
- Vitamin B9 (folic acid, asam folat)
- Vitamin B12 (berbagai jenis kobalamin
(cobalamins) yang paling umum sianokobalamin
(cyanocobalamin))
38Peran
- Vitamin B diperlukan untuk
- Menunjang dan meningkatkan laju metabolisme
- Mempertahankan kesehatan kulit dan tulang
- Meningkatkan sistem imun dan fungsi syaraf
- Meningkatkan pertumbuhan dan pembelahan termasuk
sel darah merah sehingga dapat mencegah anemia - Menurunkan resiko kanker pankreas
- Semua vitamin B larut air sehingga ekskresi yang
berlebihan harus diganti
39a. Vitamin B1 (Thiamin)
- Bentuk fosfat dari tiamin berperan dalam berbagai
proses dalam sel - Yang paling terkenal adalah tiamin pirofofat
(TPP, thiamine pyrophosphate ), koenzim pada
katabolisme gula dan asam amino - Struktur thiamin mengandung cincin pyrimidine dan
cincin thiazole yang dihubungkan dengan jembatan
metilen - Tidak stabil terhadap panas, tapi stabil selama
pembekuanTidak stabil terhadap uv, iradiasi gamma - Berperan pada reaksi Maillard
40Struktur thiamin
thiazole
pyrimidine
41b.Vitamin B2 (Riboflavin)
- Riboflavin mudah diserap tubuh dan berperan
terutama sebagai kofaktor pada FAD dan FMN - Berperan pada berbagai proses dalam sel dan
metabolisme energi dari karbohidrat, lemak, dan
protein - Sumber susu, keju, sayuran berdaun, hati,
kacang-kacangan, tomat, janur, khamir - Riboflavin rusak oleh cahaya
42Riboflavin Powder and Solution
43Struktur Kimia
44c.Vitamin B3 (Niasin)
- Merupakan turunan dari pyridine dengan gugus
karboksil pada posisi 3 - Bentuk lain vitamin B3 adalah amida
(nikotinamida) dengan gugus karboksil diganti
dengan gugus karboksimida - Istilah niasin dan nikotinamida seringkali
dipertukarkan karena mempunyai aktivitas vitamin
yang sama tetapi tidak mempunyai efek fisiologis
yang sama - Niasin bersifat stabil. Proses blansing dapat
menurunkan niasin sampai dengan 15
45Struktur kimia niasin
46Struktur kimia nikotinamida
47d. Vitamin B5 (Asam Pantotenat)
- Asam pantotenat diperlukan untuk membentuk
koenzim A (CoA) dan berperan pada metabolisme
protein, karbohidrat, dan lemak. - Merupakan amida dari D-pantoate dan neta-alanine
- Ditemukan pada setiap jenis makanan
- Bersifat stabil. Pada pengolahan susu mengalami
perunan sekitar 10. Pemasakan sayuran hilang
10-30 karena larut - Sumber utama adalah daging, ikan, royal jeli,
serealia, sayuran seperti brokoli, dan alpukat
48Struktur kimia asam pantotenat
49e. Vitamin B6 (piridoksin)
- Berperan sebagai koenzim untuk metabolisme
karbohidrat, lemak, dan protein yang berujung
pada pelepasan energi - Berperan pada metabolisme asam amino dan sistem
imun tubuh - Terdapat 6 bentuk umum yang sering dijumpai,
yaitu piridoksal (PL), piridoksin (PN),
piridoksamine (PM), piridoksal 5'-fosfat (PLP),
piridoksin 5'-fosfat (PNP), dan pridoksamin
5'-fosfat (PNP) - Sumber utama vitamin ini adalah sayur-sayuran
50Piridoksin
51Bentuk-bentuk piridoksin
52Stabilitas
- Yang paling stabil adalah piridoksal yang
digunakan untuk fortifikasi - Hilang 45 pada pemasakan daging, dan 20-30 pada
pemasakan sayuran - Selama sterilisasi, mengalami reaksi dengan
sistein membentuk vitamin yang inaktif yang
terjadi karena adanya panas
53f. Vitamin B7 (Biotin)
- Juga disebut vitamin H
- Terdiri dari cincin tetrahydrothiophene dengan
asam valerat terikat pada cincin tersebut - Biotin merupakan koenzim metabolisme asam lemak
dan leusin serta berperan pada glukoneogenesis - Defisiensi biotin jarang terjadi karena dapat
disintesis oleh bakteri dalam usus - Biotin dapat berikatan dengan avidin dalam putih
telur sehingga inaktif - Biotin bersifat stabil. Kerusakan selama
penyimpanan sekitar 10-15
54Struktur kimia biotin
55g. Vitamin B9 (Asam Folat)
- Asam folat (pteroylmonoglutamic acid) secara
biologi tidak aktif, tetapi aktivitas biologis
dimiliki oleh tetrahydrofolate dan turunannya
setelah dikonversi menjadi dihydrofolic acid
dalam hati - Berperan pada proses penting seperti sintesis
nukleotida, perbaikan DNA, berperan sebagai
kofaktor, berperan pada pembelahan sel yang cepat
dan pertumbuhan, dan mencegah anemia - Sumber sayuran dan serealia
- Kekurangan folat menyebabkan masalah pada saat
perkembangan embrio
56Struktur kimia asam folat (I) dan dihydrofolic
acid (II)
57h. Vitamin B12 (Sianokobalamin)
- Vitamin B12 terdiri dari berbagai jenis dan
sianokobalamin hanya salah satunya - Sianokobalamin merupakan vitamer yang paling umum
dari kelompok vitamin B12 - Sianokobalamin paling stabil.
- Vitamin B12 yang lain yaitu hydroxocobalamin
dihasilkan oleh bakteri dan berubah menjadi
sianokobalamin pada saat pemurnian dengan
menggunakan karbon aktif yang secara alami
mengandung sianida sehingga terbentuk
sianokobalamin - Berperan dalam proses pertumbuhan
- Sumber utama hewani
- Stabil pada pH 4-6 dan suhu tinggi. Kondisi
alkali dan pereduksi menyebabkan tidak stabil
58Sianokobalamin
592. VITAMIN C
- Vitamin C adalah salah satu jenis vitamin yang
larut dalam air dan memiliki peranan penting
dalam menangkal berbagai penyakit - Vitamin ini juga dikenal dengan nama kimia dari
bentuk utamanya yaitu asam askorbat.1 - Vitamin C termasuk golongan vitamin antioksidan
yang mampu menangkal berbagai radikal bebas - Sifat vitamin C sangat mudah teroksidasi oleh
panas, cahaya, dan logam - Sumber utama buah-buahan seperti jeruk,
60Stabilitas
- Asam askorbat (I) mempunyai gugus hidroksil asam
(pK1 4.04, pK2 11.4 at 25?C). - Asam askorbat dengan mudah teroksidasi menjadi
asam dehidroaskorbat (II) yang dalam media air
ada dalam bentuk hemiketal terhidrasi (IV) - Aktivitas biologi II lebih rendah dibandingkan I
- Aktivitasnya hilang sama sekali ketika cincin
lakton dehidroaskorbat terbuka secara
irreversibel, berubah dari II menjadi asam 2,3
diketogulonat (III)
61(No Transcript)
62Oksidasi asam askorbat
- Oksidasi asam askorbat menjadi asam
dehidroaskorbat dan prodk degradasi lanjutannya,
tergantung dari keberadaan oksigen, pH, suhu, dan
adanya logam berat - Logam seperti, Cu2 dan Fe3, menyebabkan
destruksi lebih cepat
63- Pada kondisi pH rendah tanpa oksigen, terbentuk
asam diketogulonat yang terdegradasi lebih lanjut
menjadi furfural, redukton, asam furankarboksilat
yang menyebabkan warna coklat - Vitamin C dapat mengalami reaksi seperti reaksi
Maillard dengan asam amino membentuk warna coklat
yang tidak diinginkan
64Mineral
- Pandangan Nutrisi bahan inorganik yang
dibutuhkan untuk proses kehidupan baik dalam
bentuk ion atau elemen bebas. - Diperoleh dari makanan (tubuh tidak dpt
memproduksi - Berdasar jumlah yang dibutuhkan tubuh dibagi 2
mikroelemen dan makro elemen - Makro sodium, potasium, klorida, magnesium,
fosfor dan kalsium - Mikro besi, tembaga, zinc, yod, dan fluoride
65Fungsi
- Sebagai katalist berbagai reaksi biokimawi dlm
tubuh - Transmisi sinyal / pesan pd sel saraf
- Produksi hormon
- Pencernaan dan penggunaan makanan
- Bagian dari organ vital spt tulang, darah, gigi
- dll
66Mineral sbg kofaktor
- Banyak enzim yang mengandung ion metal
Metaloenzim - Ion tersebut berfungsi mirip dengan coenzim
- Fungsi dari metal tersebut dalam enzim sangat
bervariasi - Bisa sebagai katalis Zn
- Kadang utk meningkatkan efisiensi enzim ATP-Mg
FeCu Zn Mn Co Ni Mo V Se
67Zn2 Mg2 Ni2 Mo Se Mn2 K Karbonik anhidrase, karboksipeptidase EcoRV, heksokinase Urease Nitrat reduktase Glutation peroksidase Superoksid dismutase Propionil KoA karboksilase
68Magnesium (Mg)
- merupakan kation bivalent cenderung berfungsi
sebagai chelator
- lebih banyak ditemukan di intraseluler sel
daripada di serum darah. - Mineral penting, selain Ca dan fosfor
- Di intraseluler sel ? sering ditemukan berikatan
dengan ATP berperan sebagai kofaktor - ATP yang berikatan dengan Mg merupakan substrat
yang lebih efektif bagi ensim ensim yang
membutuhkan ATP.
69- Mg penting bagi manusia krn berperan dlm reaksi
penghasilan energi - Pompa Na/K yg mengatur konsentrasi elektrolit dlm
sel dikontrol oleh ATP ? keseimbangan
elektrolit di dalam sel tergantung pada Mg - Food processing menghilangkan Mg dalam makanan
70(No Transcript)
71- Berfungsi pula menghambat kalsium di sinapsis sel
saraf mencegah ekskresi neurotransmitter
terutama adrenalin , - nor adrenalin
72Kalsium (Ca)
- Merupakan mineral yang sulit diperoleh dari
makanan kita sehari-hari - Berfungsi
- Kontraksi otot
- Secondary messenger
- Pembentukan tulang dan otot
- Koagulasi darah
- Pemecahan glikogen dan aktivator siklus kreb
- Untuk melakukan kontraksi ? otot membutuhkan ATP
(dlm myofibril) - Tapi yang menstimulasi terjadinya kontraksi Ca
73(No Transcript)
74Potasium (K)
- Merupakan mineral esensial dan byk dikenal sbg
elektrolit - Fungsi tubuh ? normal tergantung konsentrasi K
di dlm dan luar sel - Berfungsi sebagai
- Menjaga potensial membran sel
- Kofaktor ensim
75- Menjaga potensial membran
- K kation utama di dalam sel, N kation utama
di luar sel - K di dlm sel 30 x lbh tinggi dibanding luar sel
- Na di luar sel 10 X lbh tinggi dibanding dlm
sel - Perbedaan konsentrasi gradien elektrokimiawi
membran ? potensial membran - Potensial membran penting dalam ? penyampaian
sinyal untuk komunikasi antar sel sel saraf - Sbg kofaktor contoh pyruvat kinase
(metabolisme karbohidrat)
76Besi (Fe)
- Fungsi utama bergabung dgn protein dan tembaga
membentuk hemoglobin (transport O2 dr paru2 ke
jaringan yg membutuhkan) - Penting pula untuk pembentukan myoglobulin
(pengangkut O2 di dlm otot) - Penting untuk penderita thyroidism
- Keseimbangan antara Fe, Zn Cu ? penting untuk
menjaga dan mencegah thyroidism
77- Terdapat dlm bentuk Fe (II) atau (Fe(III) ? di
dlm tubuh ditemukan berasosiasi dgn proteinDi
dalam tubuh tersimpan dlm jumlah besar dalam
protein ? ferritin - Dlm btuk bebas di dalam tubuh konsentrasi sgt
rendah. Karena - Ion Ferri tidak larut dalam air
- Mungkin ion ferro toksik bagi sel? dpt berakasi
dg hidrogen peroksida ? radikal hidroksil - HOOH HO- HO.
- Makanan biasa mengandung Fe (III) ? tapi untuk
mudah diserap harus dlm bentuk Fe (II) - Reduksi Fe (III) menjadi Fe (II) ? dgn askorbat
(vit C) atau dgn suksinat
Fe2 Fe3
78Non heme iron enzyme function
Aconitase Siklus kreb
Suksinat DH Siklus kreb
NADH DH, CoQ reduktase Rantai respirasi
Adrenodoksin Sintesis hormon steroid dlm kolesterol
Desaturase Sintesis asam lemak tak jenuh
Xathine DH Katabolisme purine ring
Ribonukleotida reduktase DNA sintesis
79Zinc (Zn)
- Element essensial dalam makanan baik (tumbuhan,
hewan dan manusia) - Dibutuhkan untuk pembentukan substansi genetik
dlm sel dan untuk reproduksi biologis - Diperlukan dlm sintesis DNA dan RNA
- Merupakan bagian dari 200 metaloensim
- Kekurangan Zn tidak spesifik krn banyaknya
ensim yg membutuhkan Zn
80- Defisiensi Zn
- Serious immunodeficiency
- increased numbers of infections
- stunted growth
- delayed sexual maturation dll